パーキンソン病の研究を人間由来 SNCA マウスモデルで推進
本号では、パーキンソン病（PD）およびレビー小体型認知症（DLB）の主要な治療標的であるSNCA遺伝子を対象とした次世代ヒューマナイズマウスモデル「B6-hSNCAマウス（製品番号：C001427）」をご紹介いたします。まず、パーキンソン病（PD）およびSNCA遺伝子について概観いたします。
パーキンソン病痴呆
レビー小体性痴呆には、レビー小体型認知症（DLB）とパーキンソン病痴呆の2種類があり、いずれも脳内の同一の神経変性変化によって引き起こされます。パーキンソン病（PD）は、中高年層に多く見られる神経変性疾患であり、アルツハイマー病に次いで2番目に頻度の高い神経変性疾患です。主な特徴は、ドーパミン作動性ニューロンの徐々な喪失であり、震え、筋強剛、運動障害などの症状が現れます。パーキンソン病財団のデータによると、世界中で1,000万人以上がPDを有しており、今後30年間で発症率は倍増すると予測されています。[1] PDは臨床症状、病理学的特徴、遺伝的背景において多様性を示すものの、急速進行型と遅延進行型に分類されます。しかし、いずれのタイプにおいても現在のところ根本的な治療法はなく、症状緩和を目的とした対症療法が行われています。[2]
パーキンソン病（PD）の遺伝的メカニズム
パーキンソン病（PD）は200年以上前に臨床的に認識されており、病理学的記述も100年以上前から存在しますが、依然としてその全体像を完全に理解するにはさらなる研究が必要です。PDのリスク因子には年齢、性別、農薬曝露、頭部外傷、家族歴が含まれます。主な病理的メカニズムは、運動の始動と円滑な実行に重要な役割を果たす、相互に接続された副腎皮質下核および脳幹核群である基底核の機能障害です。具体的には、黒質におけるドーパミン作動性ニューロンの喪失が、線条体（尾状核および内側球状体から構成）へのシグナル伝達に影響を与え、黒質の低形成（未発達状態）を引き起こします。遺伝学的観点から見ると、SNCA遺伝子（PD関連遺伝子として最初に同定された）の発見以来、過去20年間でPD感受性と明確に関連する100種類以上の遺伝子が同定されています。[4]
SNCA遺伝子変異とパーキンソン病
パーキンソン病（PD）の典型的な臨床像は、特定の運動症状を特徴とし、レビー小体の形成と黒質内のニューロンの喪失を伴います。疾患の病理過程は、中枢神経系にレビー小体（LB）が形成されることに主に起因し、ドーパミン作動性ニューロンの徐々な死滅と喪失を引き起こします。レビー小体は、異常なアルファシヌクレイン（α-syn）の不溶性凝集体で構成されています。SNCA遺伝子は、アルファシヌクレインをコードする遺伝子であり、PD関連遺伝子として最初に同定されたものであり、本疾患の主要な病態遺伝子の一つとされています。SNCA遺伝子の変異は、アルファシヌクレイン（α-syn）の過剰発現を引き起こし、レビー小体の形成を促進します。この病理変化は、PD患者の中枢および末梢神経系に広く見られ、最終的に疾患の発症に至ります。[6-7] したがって、SNCA遺伝子およびアルファシヌクレイン（α-syn）は、PD治療の有効な標的とされています。
SNCAを標的としたパーキンソン病治療法
アルファシヌクレイン（α-syn）は、典型的な小分子結合ポケットを持たない内在的に無秩序なタンパク質であるため、従来の小分子薬物療法は大きな課題に直面しています。新しい治療戦略は、アルファシヌクレインの過剰な形成を抑制し、分解を促進する、または凝集を防ぐことに焦点を当てており、レビー小体（LB）の形成を阻止することを目指しています。具体的なアプローチには、SNCA遺伝子またはSNCA mRNAを標的とする遺伝子療法、リボヌクレアーゼ標的キメラ（RIBOTACs）、小核酸医薬（ASO、siRNA、miRNAなど）、およびタンパク質を標的とする抗体薬が含まれます。[8-12] いずれのアプローチにおいても、人間の遺伝子またはタンパク質を正確に標的とすることが不可欠です。そのため、ヒューマナイズSNCA遺伝子を発現する前臨床モデルは、SNCA遺伝子を標的とする治療法の開発において極めて重要です。これらのモデルの開発と応用は、パーキンソン病治療研究に新たな可能性をもたらしています。
SNCA標的療法の前臨床研究におけるマウスモデル
2022年、Ionis Pharmaceuticals社は、SNCAを標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチド（ASO）療法「ION464」を開発し、第I相臨床試験への承認を取得しました。[13] 前臨床研究では、ヒト野生型（WT）SNCA-PACマウス（ヒトWT SNCA遺伝子を発現）が、薬剤のアルファシヌクレイン（α-syn）生成抑制効果の検証に用いられました。その結果、ION464はアルファシヌクレインの生成を抑制し、毒性アルファシヌクレイン繊維への曝露後のニューロン死を防ぎ、病理的表現型および運動障害を軽減することが確認されました。[14] また、ヒト野生型または変異型SNCA遺伝子を発現する多様なマウスモデル（Thy1-SNCAマウス、TH-SNCA-140 mマウス、α-syn A53Tマウスなど）も、SNCA標的ASOや他の小核酸医薬の中枢神経系におけるアルファシヌクレイン形成抑制効果の評価に用いられています。[15-18]
ヒューマナイズSNCA遺伝子モデル：B6-hSNCAマウス
パーキンソン病に対する新たな治療法の急務に応えるため、弊社CyagenはSNCA標的遺伝子療法や小核酸医薬の前臨床研究に適した、多様なトランスジェニック、点突然変異、ヒューマナイズマウスおよびラットモデルを提供しております。その中でも、B6-hSNCAマウス（製品コード：C001418）は、遺伝子編集技術を用いてマウスのSnca遺伝子をヒトSNCA遺伝子にインサート置換したヒューマナイズマウスモデルであり、ヒトSNCA遺伝子の発現を確実に維持しつつ、内因性のマウスSnca遺伝子は発現しないことを特徴としております。さらに、このモデルを基盤として、病的変異を有する代表的な点突然変異型ヒューマナイズモデルの構築も可能であり、標的遺伝子編集、ASO、siRNA、miRNAなどの新規治療戦略に対応できます。
結論
B6-hSNCAマウスモデル（製品コード：C001427）は、内因性マウスSnca遺伝子を発現せずに、ヒトSNCA遺伝子を効果的に発現できる特性を有しております。脳および脾臓においてもヒト遺伝子の発現が顕著に認められます。このため、本モデルはパーキンソン病（PD）およびレビー小体型認知症（DLB）などのSNCA遺伝子関連神経変性疾患の研究に活用可能です。さらに、弊社Cyagenはこのモデルを基盤に、代表的な点突然変異を有する疾患モデルの提供が可能であり、異なる突然変異に基づくカスタムサービスも提供することで、関連薬剤のスクリーニングおよび薬理学研究の多様なニーズに対応しております。
一方で、一般的なヒューマナイズモデル（トランスジェニック（Tg）マウス、CDSモデル、単一エクソンヒューマナイズマウスなど）は、マウスゲノムに完全なヒト遺伝子を統合するには至っていません。疾患のメカニズム解明および薬剤開発の進展を図るためには、完全なゲノムDNAヒューマナイズマウスの開発が急務です。こうしたモデルは、マウスモデル内でヒト遺伝子の発現パターン、調節機構、機能的特性を忠実に再現することが可能です。
弊社Cyagenは、現在HUGO-GT™（Gene Therapy用ヒューマナイズゲノムオルソログ）プログラムを通じて、世界初の完全なゲノム配列ヒューマナイズマウスモデルを提供しております。独自のTurboKnockout-Pro技術を用いて、ターゲットとなるマウス内因性遺伝子をインサート置換することで、ヒト遺伝子の発現パターン、調節機構、機能的特性をより正確に再現し、マウスモデル内でのより広範な干渉標的を実現することを目指しております。本技術を基盤に、前頭側頭型認知症（FTD）、脊髄性筋萎縮症（SMA）、筋萎縮性側索硬化症（ALS）などの神経変性疾患および希少疾患の研究用HUGO-GTマウスモデルの構築を開始しております。
参考文献
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